Von Volker Stollorz

Uns Zweibeinern ist das Gehen und Stehen so selbstverständlich, daß deren Automatik erst auffällt, wenn sie ausfällt. Volker Dietz, Inhaber eines Lehrstuhls für Paraplegiologie (Paraplegie = Querschnittslähmung) in Zürich, sieht dagegen täglich, was es bedeutet, wenn die unwillkürliche Steuerung versagt. Wenn in Folge einer Verletzung die Nervenverbindungen zwischen Gehirn und Rückenmark blockiert sind, können Querschnittsgelähmte ihre Beinmuskeln oft nicht mehr willentlich bewegen. Da dem Nervensystem die Fähigkeit zur Regeneration verletzter Nervenverbindungen fehlt, ist das Schicksal der meisten Querschnittsgelähmten endgültig.

Volker Dietz und ein Team deutscher Mediziner hoffen jedoch, eines Tages dem Rückenmark beizubringen, die Beine auch ohne Hilfe des Gehirns zum Gehen zu bewegen. In Experimenten auf einem Laufband hat sich bereits gezeigt, daß das Rückenmark von Patienten, deren Nervenverbindungen nur teilweise durchtrennt sind, koordinierte Schreitbewegungen auslösen kann. Diese Muskelbewegungen werden offenbar autonom im Rückenmark erzeugt. Unser Gehirn ist eher für die Übersicht, das Gleichgewicht und für sämtliche Willkürbewegungen verantwortlich.

Den wichtigen Einfluß des Gehirns auf unser Gehen erfahren auch wir Gesunden zuweilen, etwa beim Gang die Kellertreppe hinunter. Scheinbar traumwandlerisch führen uns die Beine hinab, während wir bereits darüber nachdenken, welchen Wein wir zum Abendessen reichen wollen. Doch plötzlich fällt das Licht aus. Zwar haben wir kaum Mühe, auch im Dunkeln die weiteren, uns wohlbekannten Stufen hinabzusteigen. Sobald wir aber das Ende der Treppe erwarten, geraten wir ins Stocken. Vorsichtig tasten wir uns die letzten Stufen hinunter und erschrecken oder stolpern gar, wenn wir endlich den Treppenabsatz erreicht haben. Offenbar spielen unsere Augen eine wichtige Rolle bei der Steuerung des Gehens und Stehens. Sie schauen voraus und teilen den Beinen mit, was sie erwartet. Da wir jedoch auf ebener Fläche im Dunkeln nahezu problemlos gehen können, muß es weitere Sinnesinformationen geben, die uns auch ohne Hilfe der Augen ständig im Gleichgewicht halten.

Die für die Balance erforderlichen Sinnesdaten liefern nicht nur die Augen, sondern auch unser Gleichgewichtsorgan sowie unzählige Körpersensoren, etwa Druck-, Dehnungs- und Schwerkraftmesser. Allein vierzig Prozent unserer Muskeln beschäftigt die Aufgabe, den Körper gegen die Erdanziehung zu stabilisieren. Im ständigen neuronalen Gespräch zwischen Gehirn, Rückenmark und unseren Sinnen werden Bewegungsprogramme errechnet, mit deren Hilfe die Muskeln unsere Lage im Raum ausrichten.

Um die abwechselnd in beiden Beinen erforderlichen Schwung- und Standphasen zu erzeugen, müssen Beuge- und Streckmuskeln vom Oberschenkel bis in die Zehen in wohlgeordneter Folge aktiviert und gehemmt werden. Wenn die neuronalen Schrittmacher im Rückenmark für jede dieser Bewegungen erst höhere Hirnzentren befragen müßten, was als nächstes zu tun sei, könnten sie nicht innnerhalb von Millisekunden reagieren, wenn wir über einen Stein stolpern. Die eigentlichen Schrittmacher liegen deshalb sinnvollerweise im Rückenmark.

Daß der Ursprung der Bewegungsprogramme für die Beinmuskeln tatsächlich dort liegt, wurde erstmals bei Experimenten mit einer "spinalisierten" Katze deutlich (von lateinisch spina, das Rückgrat). Hierbei handelt es sich um eine Katze mit Querschnittslähmung, bei der alle Nervenverbindungen zwischen Gehirn und Rückenmark unterbrochen wurden. Setzt man die gelähmte Katze, von einem Gurt gehalten, auf ein bewegtes Laufband, beginnt sie koordinierte Bewegungen auszuführen.